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地球磁场作为地球的基本物理场之一，对保护地球大气圈、生物圈免受太阳风等宇宙射线影响具有重要意义。地球磁场形成的原理和最初形成的时间是地球物理学研究的前沿科学问题。通过古地磁研究和地球物理模拟，地球发电机（Geodynamo）理论成为解释地球磁场产生和维持数十亿年的理论基础。该理论认为地球磁场是由于地球外核中导电流体（液态铁）的热对流以及地球自转的科里奥利力使对流流体发生偏转产生（Glatzmaie...
【前沿论坛】Dan McKenzie: 板块构造50年（图）
Dan McKenzie 板块构造 50年
2019/12/27
20世纪60年代，板块构造理论的诞生标志着人类在对地球运作方式的认识上有了革命性的进步，五十年来该理论始终是固体地球科学研究领域中的基本理论框架。McKenzie教授为我们简要回顾了板块构造理论创立之前地球科学的发展状况，分析了板块构造没有在之前诞生的原因，并从理论创立者的角度讲述了板块构造理论逐步建立的过程，阐释了观测和相关研究在其中起到的关键性作用。
美国地球学家发现地震预测新技术
美国 地球学家 地震 预测新技术
2019/12/19
根据美国家科学基金会（NSF）2019年12月2日消息，在其海洋科学部资助下，南佛罗里达州大学地球学家成功研制并测试了一种新型的高科技浅水浮标，能够监测到可能引起地震、火山或海啸等致命自然灾害的海底微小运动和变化。研究人员在距佛罗里达州埃格蒙特基岛不远处的墨西哥湾海域固定了一个顶部装有高精度全球定位系统（GPS）的杆状浮标。通过电子罗盘显示的偏航（水平方向的左右移动）、俯仰（垂直方向的前后移动）和...
Nature：大地震与小震破裂起始阶段存在相似性的多次观测证据（图）
大地震 小震破裂 多次观测证据
2019/12/27
巨型地震通常始于几乎一个点的微小岩石破裂，随后是复杂断层系统的连续滑移，延伸数百公里的巨大破裂区域向外辐射巨大能量，引发强烈震动。大地震破裂扩展过程是否可预测？大地震是否产生了与小地震不同的可观测特征？地震最终震级是否与破裂起始有关？此类问题是关乎地震预测与预警的基础性问题。
Geoscientists develop technology to improve forecasting of earthquakes,tsunamis（图）
Geoscientists technology improve forecasting earthquakes,tsunamis
2019/12/6
With funding from NSF, geoscientists at the University of South Florida have successfully developed and tested a new high-tech shallow water buoy that can detect the small movements and changes in the...
美研究称可用海底光缆监测地震
美 海底光缆 地震监测
2019/12/2
美国加利福尼亚大学伯克利分校2019年11月28日宣布，该校研究人员和同行成功完成了一次用海底光缆监测地震的实验，这说明全球已存在的光缆系统有潜力被用作一个巨大的地震监测网络。加利福尼亚大学伯克利分校、蒙特雷湾海洋生物研究所等机构研究人员在新一期美国《科学》杂志上发表论文说，他们利用蒙特雷湾海底光缆中一段长约20公里的部分进行了实验，通过向光缆中发射激光脉冲并检测反射光，可分析出光缆形变并进一步推...
板块构造理论是当今地球科学的基石，描绘了大洋岩石圈从产生到消亡的动力学过程，能合理解释沿汇聚板块边界分布的火山弧成因，但难以解释位于板块内部的岩浆作用，如夏威夷群岛、黄石和冰岛等。因此，在板块构造理论诞生后不久，地幔柱假说也随即提出。加拿大地质学家Wilson (1963)认为太平洋板块在下伏“热点”上移动，类似打点计时器，热点将上覆板块穿透，最终形成年龄逐渐变年轻的夏威夷岛链。
由于世界各国能源需求的增加，地热资源开发、水力压裂及废水地下灌注诱发的地震活动正成为全球性的问题（Ellsworth, 2013）。2008年以来，美国中部和东部地震活动数量的增加就与大量废水注入深部地层有关。尽管在地震活动监测和流体注入诱发地震潜在机制方面已取得了一些进展，但要成功量化和预测这种地震危害还需要更多研究工作（Frohlich, 2012；Shirzaei et al., 2016，...
由于世界各国能源需求的增加，地热资源开发、水力压裂及废水地下灌注诱发的地震活动正成为全球性的问题（Ellsworth, 2013）。2008年以来，美国中部和东部地震活动数量的增加就与大量废水注入深部地层有关。尽管在地震活动监测和流体注入诱发地震潜在机制方面已取得了一些进展，但要成功量化和预测这种地震危害还需要更多研究工作（Frohlich, 2012；Shirzaei et al., 2016，...
自2009年以来，美国中部和东部大部分地区中小地震数量显著增加，尤其是以非常规油气高产量著称的俄克拉荷马州的地震活动在大范围内急剧增加，引起广泛关注，这直接影响了正常的油气开发和地区生存环境的安全。针对上述地区的地震问题，2014年康纳尔大学的Keranen等在Science上撰文，建立了地震活动性和水文地质模型，研究了深部注入流体的压力传播范围及其触发地震的阈值压力，建立了深部废水回注与诱发地震...
PNAS: 岩石破裂形成演化动态观测（图）
PNAS 岩石破裂 演化 动态观测
2019/11/22
小到微观尺度晶粒，大到数百公里尺度的地质断层，岩石的破裂行为无处不在。研究人员通过对微震活动监测发现，在岩石宏观尺寸断裂之前往往有一些前兆破坏：主裂缝形成过程中，其周围岩体会产生大量微震事件，主裂缝与周围岩体相互作用具有明显的时空演化特征（Ben-Zion and Zaliapin, 2019）。研究岩石在地质条件下的破裂演化规律对于评价和预测地球深部断层活动具有重要意义。
Earthquakes in Slow Motion（图）
Earthquakes Slow Motion
2019/11/15
A new study by researchers at Caltech finds that "slow slip" or "silent" earthquakes -- when faults grind incredibly slowly against each other, as though in slow motion -- behave more like regular ear...
Nature：俯冲的碳（图）
Nature 俯冲的碳 大气
2019/11/22
对于人类而言，碳是地球上最重要的元素之一。碳循环影响着大气－海洋－生物甚至固体地球各圈层以及人类的生命。另一方面，碳是一个容易跨越多圈层迁移的元素。地球上90%以上的碳深埋于地球内部，超过2/3的碳可能存在于地球内核。大气中的CO2被海水溶解并沉淀进入沉积物、大洋地壳和橄榄岩地幔中，同时深部地幔的岩浆作用通过岛弧火山、离散边界等排出巨量的CO2进入大气（图1）。
从全球一维地震学模型看地球的下地幔，绝大部分似乎是“平淡无奇”的区域。近年来，随着地震观测与反演技术的进步，人们逐渐“看”到下地幔其实有着不同寻常的精彩。其中最吸引人的，是人们通过不同观测均发现核幔边界以上存在厚达上千公里的结构体，它们集中分布于非洲和太平洋以下，横向分布可达数千公里，这些结构体有较为清晰的边界，呈现与周围地幔相比偏低的横波波速（因而被称为大型横波低速带，Large Low She...
Rocks at asteroid impact site record first day of dinosaur extinction（图）
Rocks asteroid impact site record first day dinosaur extinction
2019/10/18
When the asteroid that wiped out the dinosaurs slammed into the planet, the impact set wildfires, triggered tsunamis and blasted so much sulfur into the atmosphere that it blocked the sun, which cause...